Двойни изследвания и „Наследството на пълнотата“

„Това, което изглеждаше като безкраен поток от идентични осемгодишни мъжки близнаци, се изливаше в стаята. Близнаци след близнаци ... лицата им, повтарящото се лице, защото между тях имаше само едно ... (стр. 172) „... като личинки, които бяха роили ...“ (стр. 178) пише Олдос Хъксли в Смел нов свят . (1932) Ето „принципа на масовото производство, приложен най-после към биологията:“ (стр.9) създаването на милиони еднояйчни близнаци (и „не пикантните двойки и тройки, както в старите живородни дни“) (стр. 8), а „невероятно подобрение на природата“ (стр. 8), което е имало за цел да създаде социална стабилност.

Изображенията на Смел нов свят са плашещи и отблъскващи, но близнаците са очаровали хората през цялата история. Има емблематичните близнаци на римската митология, Ромул и Рем, които са били кърмени от вълчицата и чийто Ромул е основал древен Рим. И там бяха забележимо различните братя близнаци Яков и Исав в Книгата на Битие: Исав, „първият излезе цял червен, цял като космати дрехи“. (Битие 25:25) „Ето, брат ми Исав е космат, а аз съм гладък човек“. (Битие 27:11) (За комично представяне на този пасаж от Битие, слушайте проповедта, Вземете пейка, от Алън Бенет, от Отвъд границата: https://www.youtube.com/watch?v=UOsYN---eGk.) И в Шекспир Дванадесетата нощ , близнаците Виола и Себастиан си приличат толкова много, те са описани като "едно лице, един глас, един навик и двама души. Естествена перспектива, която е и не е", казва херцогът. И Антонио добавя: "Как сте направили разделяне на себе си? Ябълката цепка на две не е по-близначка от тези две същества." (Действие V, сцена 1)

Въпреки че Виола и Себастиан бяха трудни за разграничаване помежду си, те са мъжки и женски близнаци или дизиготични близнаци и възникват вътреутробно от едновременното оплождане на две яйцеклетки от две сперматозоиди. Те споделят, точно както другите братя и сестри в семейството, само 50% от тяхната ДНК. Идентични или монозиготни (MZ) близнаци възникват от разделянето на един ембрион и споделят по същество 100% от своята ДНК и следователно винаги са от един и същи пол. Диагностичното определяне за установяване на зигозност е първата стъпка в оценката на близнаците и обикновено се прави чрез изследване на цвета на косата, очите, формата на ушите, устата, зъбите и други физически черти, включително пръстови отпечатъци, както и чрез сложни изследвания на антигени на кръвна група . (Börjeson, Acta Paediatrica Scandinavica , 1976)

Предложението да се използват близнаци в изследванията обикновено се приписва на сър Франсис Галтън, братовчед на Чарлз Дарвин, в края на 19 век. Галтън публикува две книги, включително Историята на близнаците и се интересуваше от разграничаване "между ефектите от тенденциите, получени при раждането, и тези, наложени от специални обстоятелства в живота", т.е. между природата и възпитанието. (както е цитирано в Gedda, Близнаци в историята и науката , 1961, стр. 24-25) Галтън обаче не сравнява братски и еднояйчни близнаци, така че „той не може да се счита за изобретател на метода на близнаците“. (Тео и топка, История на човешките науки , 2009)

Следват и други изследователи, но има тъмна страна на изследванията на близнаците в началото и средата на 20-ти век, както се вижда от работата на фон Вершуер, който е бил наставник на Йозеф Менгеле, скандален с проучванията си за близнаци в Аушвиц по време на Света Втората война. Очевидно фон Вершуер, който е бил уважаван учен, е бил нацистки и вирулентен антисемит, който е използвал изследванията си за близнаци, за да развие своята дискриминационна расова политика. (Müller-Hill, История и философия на науките за живота , 1999) Съобщава се, че Менгеле изпраща проби от очи и кръвни проби от 200 близнаци, върху които е провеждал неетични човешки изследвания, на фон Вершуер за анализ. Само 10% от тези близнаци са оцелели върху човешките експерименти на Менгеле. (Müller-Hill, 1999) За дискусия на извращението на науката от von Verschuer и Mengele и значението на ангажимента да се "поставят най-добрите интереси на пациента над тези на лекаря", вижте Coller, Списание за клинично изследване , 2006, който подчертава, че има четири „основни ценности на медицинския хуманизъм: скъпоценност или святост на всеки човешки живот; зачитане на човешкото достойнство, празнуване на човешкото многообразие и симпатична оценка на сложността на човешкото състояние“. (Coller, 2006) А за дискусия относно пропуските и „ревизионистката история“ на изследванията на близнаци, открити в някои учебници, вижте Teo and Ball, 2009.

Изследователите от началото на 20-ти век, включително фон Вершуер, обаче започват да разглеждат ролята на генетиката специално в областта на затлъстяването. Д-р Джордж А. Брей, в своята научна книга, Битката при издутината (2007), изследва историята на изследванията на затлъстяването и препечатва оригинални статии от Davenport (стр. 474 ff) (1923), както и от von Verschuer (pp. 492 ff) (1927.) Davenport, който използва съотношението, което ние познат като индекс на телесна маса (ИТМ), беше първият, който изследва връзката между генетиката и околната среда при затлъстяване и попита: "Доколко тази разлика в изграждането между слабите и месести хора зависи от конституционните фактори?" (стр. 474) Именно от д-р Брей (който го е заел от наставника Едуин Б. Астууд) (стр. 148) взех титлата си Наследството на пълнотата .

Следват големи проучвания на близнаци, включително от шведския изследовател Börjeson (1976), който анализира значението на наследствеността и околната среда чрез сравняване на разликите между двойките при близнаци MZ и DZ и чиито изображения на близнаци се появяват тук. Освен това канадският изследовател Клод Бушар и колегите измислиха така нареченото дългосрочно „Квебекско проучване за прехранване“, в което проучиха 12 двойки еднояйчни близнаци с нормално тегло, които останаха в контролирани условия в продължение на 120 дни в стационар и бяха хранени 1000 допълнителни калории всеки ден в продължение на шест дни в седмицата за 84 от тези дни. (Bouchard et al, New England Journal of Medicine , 1990; Редън и Алисън, Отзиви за затлъстяване , 2004; Бушар, Американски вестник за клинично хранене , 2009; Bouchard et al, Международен вестник за затлъстяването , 2014; ) Средното наддаване на тегло е 8,1 kg, но варира от 4,3 до 13,3 kg. Забележително е, че прехранването е довело до значително сходно телесно тегло и процент на натрупване на мазнини във всяка двойка двойки MZ, но е имало три пъти повече вариации между различните двойки, отколкото в двойките. С други думи, строгият контрол на едно и също количество излишен прием на храна и ограничената физическа активност предизвикват различни реакции по отношение на телесната маса, телесния състав и дори регионалното разпределение на мазнините при генетично различни близнаци. Бушар подчерта, че тъй като ефектът от всяко взаимодействие между гените и околната среда е малък, изследователите трябва да се опитат да минимизират грешките и един от начините да избегнат грешката е чрез действително измерване на височината и теглото, вместо да разчитат на самоотчети, които са толкова често срещани в много проучвания . (Бушар, Затлъстяване, Допълнение, 2008.) Освен това, Bouchard обясни, че „вариацията на човека“, включително „биологичен детерминизъм“ при някои, за да бъде по-податлив на увеличаване на теглото или загуба на тегло, е „абсолютна предпоставка“ в търсенето на каквото и да е взаимодействие между ген и среда и за евентуална идентификация на специфични гени. (Бушар, 2008)

През годините много от тях са създали т.нар двойни регистри на хиляди близнаци MZ и DZ, включително тези в Норвегия, Швеция и Финландия, както и в САЩ (напр. Twin Registry на National Academy of Sciences-National Research Council (NAS-NRC); Registry Minnesota и Vietnam-Era Twin Registry .) Известният изследовател на затлъстяването Алберт (Мики) Стънкард например използва шведски и датски регистри близнаци за някои от своите проучвания. (Джоу, NEJM , 2014) Stunkard et al ( ДЖАМА , 1986) също използва NAS-NRC регистъра за оценка на над 1900 MZ близнаци и над 2000 DZ близнаци за оценка на генетичния принос към височината, теглото и ИТМ в дългосрочно (25 години) последващо проучване, със заключението, "Човешката тлъстина е под силен генетичен контрол." Изследователите признават обаче, че оценките за наследственост могат да бъдат обект на критика, като както подценява, така и надценява, вероятно, поради, наред с други източници на пристрастия, грешки при установяване на зигозност или дори асортиращо чифтосване (при което съпрузите са склонни да се женят) партньор от подобна конструкция.) Heymsfield и колеги (Allison et al, Генетика на поведението , 1996) също подчертават, че "стандартните дизайни на близнаци" за затлъстяване не включват непременно данни като теглото на съпрузите и дали асортиращото чифтосване (т.е. неслучайно чифтосване) може да повлияе на степента на наследственост.

В тяхното класическо изследване на близнаци, Stunkard et al ( NEJM, 1990) оценява 93 двойки еднояйчни близнаци, отгледани един от друг (едно от най-ефективните средства за определяне на значението на споделените гени от това на споделената среда); 154 двойки еднояйчни близнаци, отгледани заедно; 218 двойки братски близнаци се отглеждат разделени и 208 двойки братски близнаци се отглеждат заедно, като всички те са от шведския регистър, който комбинира проучвания на близнаци с проучвания за осиновяване. Близнаците бяха оценени в края на 50-те години, като 60% бяха жените. Изследователите обаче отбелязват, че дори когато близнаците се отглеждат отделно, те могат да си приличат, ако средата им за отглеждане е подобна (например ако близнаците са били поставяни „селективно“ в домове, които обикновено приличат на тези на техните биологични родители.) От тези близнаци. които са били разделени от биологичните си родители, почти половината от близнаците са били разделени през първата година от живота, често поради смърт, болест или финансови затруднения в семейството на произход. Stunkard и сътр. Намериха сериозни доказателства за влиянието на наследствеността върху ИТМ и установиха, че генетичните влияния се простират във всички категории тегло, т.е. от слабите до затлъстелите. Те също така отбелязват, че еднояйчните близнаци, отглеждани поотделно, имат коефициенти на корелация на двойки от 0,70 за мъже и 0,66 за жени за ИТМ и заключават в това проучване, че детската среда има малко или дори никакво влияние. Те обаче внимават, „наследствеността не предполага инвариантно, неизменяемо генетично влияние“, а по-скоро генетични влияния при определени условия на околната среда. (Stunkard et al, 1990) В този смисъл, Allison, Heymsfield и колеги (Faith et al, Международен вестник за затлъстяването, 2012) подчертаха важността на разглеждането на контекст на измерване при които условията на околната среда, присъщи на дизайна на изследването (напр. четене на близнаци по време на храненето им) могат потенциално да повлияят на резултатите.

През годините Алисън, Хеймсфийлд и техните колеги са използвали класическия дизайн на близнаци, за да оценят връзката на т.нар генетична архитектура към околната среда, включително по време на вътрематочния период (Allison et al, Международен вестник за затлъстяването и свързаните с него метаболитни нарушения , 1995.) Те също са използвали този модел за изследване на индекса на телесна маса и кръвното налягане (Allison et al, Американски вестник по медицинска генетика, 1995); индекс на телесна маса в детска проба близнаци (Faith et al, Педиатрия, 1999); калориен прием (Faith et al, Генетика на поведението, 1999); и саморегулиране на храненето (Faith et al, Международен вестник за затлъстяването , Лондон , 2012)

Долен ред : Изследванията на близнаци са се развили от времето на сър Франсис Галтън, който предлага използването на близнаци за разграничаване на въздействието на природата от възпитанието, в края на 19 век. Те са били злоупотребявани от изследователи, като например от нацистите по време на Втората световна война. В исторически план най-важните ранни изследвания в областта на затлъстяването идват от д-р. Claude Bouchard и съавтори, които оценяват еднояйчни (монозиготни) близнаци при контролирани стационарни условия в класическото проучване за прехранване в Квебек, и от Mickey Stunkard et al, които оценяват както монозиготни, така и дизиготни осиновени близнаци, за да отделят околната среда от генетичните ефекти, в т.нар. Наречен класически дизайн с две единични легла.

Моля обърнете внимание: Това е част I от блог от две части за използването на близнаци при изследвания за затлъстяването. Част II ще изследва по-пълно използването на дизайна на двойни близнаци, при който единият близнак е несъответстващ за дадена характеристика в сравнение с другия. За специални благодарности на онези, които помогнаха при подготовката на блогове I и II, вижте блог II.